Analyse und Optimierung neuer Biogasanlagen
Abstract
Im Projekt „Analyse und Optimierung neuer Biogasanlagen“ wurden 55 Biogasanlagen, die vermehrt oder ausschließlich Energiepflanzen vergären, untersucht. Die Ergebnisse zeigen eindrücklich den derzeitigen Stand der Technik auf Österreichischen Biogasanlagen auf. Bei den untersuchten Biogasanlagen handelt es sich um Anlagen, die in den Jahren 2003 – 2005 in Betrieb genommen wurden und vermehrt oder ausschließlich Energiepflanzen vergären. Die Datenerhebung wurde auf den Betrieben in Zusammenarbeit mit den Anlagenbetreibern mit Hilfe eines Fragebogens durchgeführt. Ferner wurden Substratproben von allen Inputstoffen sowie vom Gärsubstrat aller Prozessstufen gezogen und im Labor auf Inhaltsstoffe und Fettsäuremuster untersucht. Vor Ort wurden pH-Wert-Messungen durchgeführt und mit Hilfe eines mobilen Gasanalysegeräts die Qualität des produzierten Biogases untersucht. Die flächendeckende Analyse an 55 Biogasanlagen hat eindrücklich die technische Entwicklung von Biogasanlagen innerhalb der letzten Jahre sowie die Leistungsfähigkeit der Systeme aufgezeigt. Die Ergebnisse wiesen auch notwendige Maßnahmen zur weiteren Systemoptimierung aus. Zusätzlich wurde mit dem Datenmaterial eine Systematik geschaffen, anhand welcher neue Systeme und adaptierte Biogasanlagen in ihrer Effizienz und Leistungsfähigkeit bewertet und gemessen werden können. Die Daten bezüglich zum Einsatz kommender Inputsubstrate zeigen deutlich die verstärkte Nutzung von Energiepflanzen in Biogasanlagen auf. Der verstärkte Einsatz von Energiepflanzen hat das Spektrum der Inputsubstrate jedoch erweitert und es werden derzeit neben der bevorzugten biomassereichen Fruchtart Mais zunehmend auch Sonnenblumen, Gras/Kleegras und Getreideganzpflanzen eingesetzt. Der verstärkte Energiepflanzeneinsatz forcierte die Entwicklung von Dosierstationen für den Energiepflanzeneintrag in den Fermenter. Im Bereich der Einbringung fester Substrate stellen zeit- und gewichtsgesteuerte Dosierstationen den höchsten Stand der Technik dar. Der Durchmischung in den Fermentern obliegt eine zentrale Bedeutung. Waren früher vorwiegend schnell laufende Tauchmotorrührwerke mit kleinen Propellern im Einsatz, gewinnen zunehmend Langsamläufer mit großen Rührflügeln an Bedeutung. Ein weiterer Trend zeichnet sich bei der Anzahl installierter Rührwerke je Fermenter ab. Die Monovergärung von Energiepflanzen erschwert den Betrieb von Biogasanlagen, weil der Puffereffekt von Gülle auf den pH-Wert und auf die Mikroorganismen fehlt. Aus diesem Grund ist für moderne Biogasanlagen die Überwachung von Parametern zur stofflichen und energetischen Bewertung des Vergärungsprozesses von steigender Bedeutung. Im Rahmen einer intensiven Analyse wurden Messungen an 11 Biogasanlagen über einen Zeitraum von mindestens 2 Monaten durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen eindrücklich Leistungsfähigkeit der untersuchten Biogasanlagen, ihre Problembereiche sowie die Effizienz einer intensiven Prozessüberwachung auf. Untersucht wurden vier Biogasanlagen nach dem System „Ring in Ring“ (zweistufig, volldurchmischt), fünf Biogasanlagen mit liegenden volldurchmischten Fermentern (einstufig) und zwei klassische Biogasanlagen mit zylindrischen volldurchmischten Fermentern (zweistufig). Die Ergebnisse der flächendeckenden und intensiven Biogasanlagenanalysen lieferten wichtige Kennwerte für die Optimierung der Biogaserzeugung aus Energiepflanzen. Biogasanlagen können dadurch gezielter geplant und optimaler betrieben werden. Herstellerfirmen können ihre Produktpalette den Erfordernissen der Energiepflanzenvergärung anpassen und damit diesen neuen Markt erschließen. Anlagenbetreiber können ihre Anlagen sicher betreiben und erzielen einen hohen Methanertrag. Dies steigert den wirtschaftlichen Erfolg der Biogasanlagen und sichert Einkommen in ländlichen Regionen.
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Mitarbeiter*innen
Barbara Amon
Priv.Doz.Dr. Barbara Amon
barbara.amon@boku.ac.at
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01.11.2004 - 27.02.2007
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Assoc. Prof. Priv.Doz.DI Dr.nat.techn. Alexander Bauer
alexander.bauer@boku.ac.at
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Projektmitarbeiter*in
01.11.2004 - 27.02.2007
Debora Fistarol Lyson
Dipl.-Ing. Debora Fistarol Lyson
Projektmitarbeiter*in
01.11.2004 - 27.02.2007
Bernhard Freyer
Univ.-Prof. i.R. Dipl.-Ing. Dr.Ing. Bernhard Freyer
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01.11.2004 - 27.02.2007
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ao.Univ.Prof. Dipl.-Ing.Dr. Jürgen Kurt Friedel
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Projektmitarbeiter*in
01.11.2004 - 27.02.2007
Martina Fröhlich
Dipl.-Ing.Dipl.-Päd. Martina Fröhlich
martina.froehlich@boku.ac.at
Tel: +43 1 47654-31221
Projektmitarbeiter*in
01.11.2004 - 27.02.2007
Marion Ramusch
Marion Ramusch
marion.ramusch@boku.ac.at
Tel: +43 1 47654-31302
Projektmitarbeiter*in
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Walter Schneeberger
o.Univ.Prof.i.R. Dipl.-Ing.Dr. Walter Schneeberger
walter.schneeberger@boku.ac.at
Tel: +43 1 47654-73300
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Werner Zollitsch
Univ.Prof. Dipl.-Ing.Dr. Werner Zollitsch
werner.zollitsch@boku.ac.at
Tel: +43 1 47654-93211, 99101, 99111
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01.11.2004 - 27.02.2007
Katharina Hopfner-Sixt
Dipl.-Ing.Dr. Katharina Hopfner-Sixt
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01.11.2004 - 27.02.2007
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Partner
Geldgeber
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Schmack Biogas AG
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Biogest Umwelttechnik GmbH
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Nawaros Bioenergie- und Rohstoffproduktion GmbH
THÖNI Umwelt- und Energietechnik
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Wolf Systembau GmbH